光电子半导体芯片制造技术

提出一种光电子半导体芯片(100)。半导体芯片(100)包括具有下侧(10)和与下侧(10)相对置的上侧(14)的半导体层序列(1)。从下侧(10)来看，半导体层序列(1)以如下顺序具有：第一传导类型的第一层(11)、用于产生电磁辐射的有源层(12)和第二传导类型的第二层(13)。半导体芯片(100)包括安置在下侧(10)上的下部的接触元件(2)和安置在上侧(14)上的上部的接触元件(3)，以将电流馈入到半导体层序列(1)中。在下侧(10)上安置电流分布元件(43)，所述电流分布元件在运行中沿着下侧(10)分布电流，并且多个穿通接触部(41，42)从所述电流分布元件开始穿过第一层(11)和穿过有源层(12)延伸到半导体层序列(1)中。在运行中，经由上部的接触元件(3)馈入到半导体层序列(1)中的电流至少部分地经由穿通接触部(41)引导至下侧(10)，在那里借助于电流分布元件(43)分布，经由穿通接触部中的第二穿通接触部(42)朝上侧(14)引导，并且再注入到半导体层序列(1)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提出一种光电子半导体芯片。
技术实现思路
要实现的目的在于：提供一种特别高效的且抗老化的半导体芯片。所述目的通过独立权利要求的特征实现。有利的设计方案和改进形式是从属权利要求的主题。根据至少一个实施方式，半导体芯片包括具有下侧和与下侧相对置的上侧的半导体层序列。半导体层序列优选基于III-V族化合物半导体材料。该半导体材料例如是氮化物化合物半导体材料如AlnIn1-n-mGamN或也是磷化物化合物半导体材料如AlnIn1-n-mGamP，或也为砷化物化合物半导体材料如AlnIn1-n-mGamAs，其中分别有0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，该半导体层序列可以具有掺杂物以及附加的组成部分。然而，出于简洁性仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使这些主要组成部分可以部分地由少量的其他物质替代和/或补充时也如此。优选地，半导体层序列基于AlInGaN。半导体层序列包括构建用于产生电磁辐射的至少一个有源层。所述有源侧尤其包含至少一个pn结和/或至少一个量子阱结构。由所述有源层在运行中产生的辐射尤其在400nm和800nm之间的光谱范围中，其中包括边界值。根据至少一个实施方式，半导体层序列从下侧来看以如下顺序具有：第一传导类型的第一层、有源层和第二传导类型的第二层。根据至少一个实施方式，将下部的接触元件施加在半导体层序列的下侧上。随后，在上侧上安置上部的接触元件。上部的接触元件和/或下部的接触元件优选分别是电阻性传导的并且用于将电流馈入半导体层序列中。下部的接触元件和/或上部的接触元件在此例如与半导体层序列间接地、优选直接地接触。例如，上部的接触元件和/或下部的接触元件可以具有金属材料、如金、银、铝、铂、钛或由其构成的合金，或者由它们构成。此外，接触元件也可以具有透明导电氧化物或者由其构成。透明导电氧化物(英文为transparentconductiveoxides，简称TCO)通常是金属氧化物，即例如氧化锌、氧化锡、氧化镉、氧化钛、氧化铟或氧化铟锡(ITO)。此外，考虑氧化铝锌(ACO)或氧化铟锌(IZO)。接触元件也可以具有金属还可以具有TCO，例如，接触元件于是多层地借助至少一个金属层和至少一个TCO层构成。根据至少一个实施方式，在半导体层序列的下侧上安置电流分布元件。电流分布元件尤其设置用于：在运行中沿着半导体层序列的下侧分布电流，优选均匀地分布。根据至少一个实施方式，多个穿通接触部从电流分布元件开始穿过第一层和有源层延伸到半导体层序列中。穿通接触部例如与电流分布元件直接接触，使得电流在不必横越其他材料的情况下可以在电流分布元件和穿通接触部之间流动。电流分布元件和穿通接触部可以具有相同的或不同的材料或由其形成。穿通接触部尤其并不完全地横越半导体层序列，而是终止于半导体层序列中。在此，穿通接触部优选不与有源层直接电接触。这就是说，尤其是，电流从穿通接触部不能够流动至有源层，而不必经过其他层例如其他半导体层。为了该目的，在穿通接触部和有源层之间，例如可以设有绝缘材料。借助穿通接触部可以将电流从半导体层序列的下侧传输至半导体层序列的第二层，而电流不必流动经过有源层的半导体材料。根据至少一个实施方式，在运行中，经由上部的接触元件将电流注入到半导体层序列中。电流于是可以至少部分地经由穿通接触部中的第一穿通接触部朝下侧引导。在下侧上，电流借助于电流分布元件优选沿着下侧分布。随后，电流可以经由穿通接触部中的第二穿通接触部朝上侧引导，在那里所述电流又被注入半导体层序列中。优选地，穿通接触部和/或电流分布元件是电阻性传导的。尤其是，穿通接触部和/或电流分布元件平行于或垂直于有源层的电阻仅为半导体层序列的电阻的数分之一、例如为其最高1/100或最高1/10000或最高1/1000000。电流分布元件在平行于下侧的方向上的电阻例如最高为半导体层序列在平行于下侧的方向上的电阻的最高1/100或最高1/10000或最高1/100000。在至少一个实施方式中，光电子半导体芯片包括半导体层序列，所述半导体层序列具有下侧和与下侧相对置的上侧。从下侧来看，半导体层序列以如下顺序具有：第一传导类型的第一层、用于产生电磁辐射的有源层和第二传导类型的第二层。进一步地，半导体芯片包括安置在下侧上的下部的接触元件和安置在上侧上的上部的接触元件，以将电流馈入到半导体层序列中。此外，在下侧上安置电流分布元件，所述电流分布元件在运行中沿着下侧分布电流，并且多个穿通接触部从所述电流分布元件开始穿过第一层和有源层延伸到半导体层序列中。在此，穿通接触部不与有源层直接电接触。在运行中，经由上部的接触元件馈入到半导体层序列中的电流至少部分地经由穿通接触部中的第一穿通接触部朝下侧引导。在那里借助于电流分布元件分布电流，并且经由穿通接触部中的第二穿通接触部朝上侧引导电流，在那里随后将电流再次注入到半导体层序列中。本专利技术尤其利用如下构思：提出一种光电子半导体芯片，其从上侧和从下侧被接触。因为经由上侧优选应将在半导体层序列中产生的电磁辐射耦合输出，所以上部的、优选金属的接触元件只允许吸收少量辐射。因此，上部的接触元件优选仅应覆盖上侧的小的面积。因此，为了实现半导体层序列之内的良好的电流分布，将经由上部的接触元件注入到半导体层序列中的电流借助于穿通接触部首先引导至半导体层序列的下侧，在那里借助于电流分布元件沿着下侧分布并且随后借助于穿通接触部再朝上侧引导，在那里将电流重新注入到半导体层序列中。对半导体芯片的均匀光放射所需的电流分布因此主要在半导体层序列的下侧上进行。根据至少一个实施方式，穿通接触部至少部分地以孔的形式形成在半导体层序列中。这尤其表示：在平行于有源层的横向方向上，穿通接触部可以部分地或完全地由半导体层序列的材料包围。例如，穿通接触部构成为是柱形的，其中穿通接触部的侧面部分地或完全地通过半导体材料形成。穿通接触部为了引导电流优选借助导电材料填充。尤其是，导电材料可以具有反射性金属，如银、铝、金或钛或由其形成。根据至少一个实施方式，电流分布元件构成为施加在下侧上的层。所述层优选同样具有上面提出的穿通接触部的反射性金属中的一种或由这种反射性金属形成。在半导体层序列的下侧的俯视图中，这样构成的电流分布元件例如至少覆盖半导体层序列的下侧的至少60％、优选至80％、特别优选至少90％。但是也可行的是：由电流分布元件覆盖下侧的最高60％、或最高50％或最高40％，因为随后也还能够实现充分的电流扩展。穿通接触部和电流分布元件除了金属材料之外或代替金属材料也可以具有TCO材料或由其构成。尤其可考虑的是：穿通接触部和/或电流分布元件具有由TCO或金属构成的多个层。根据至少一个实施方式，半导体芯片的有源层连续地构成。然而在此，有源层可以具有中断，所述中断例如通过穿过有源层的穿通接触部形成。有源层优选沿着半导体层序列的或半导体芯片的整个横向伸展延伸并且例如在上侧的俯视图中在所有横向方向上都伸出上侧。半导体芯片的和/或半导体层序列平行于有源层的横向伸展例如至少为200μm或至少500μm或至少700μm。替选地或附加地，半导体芯片的横向伸展最高为5mm或最高2.5mm或最高1mm。根据至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子半导体芯片(100)，其包括：‑具有下侧(10)和与所述下侧(10)相对置的上侧(14)的半导体层序列(1)，其中从所述下侧(10)来看，所述半导体层序列(1)以如下顺序具有：第一传导类型的第一层(11)、用于产生电磁辐射的有源层(12)和第二传导类型的第二层(13)，‑安置在所述下侧(10)上的下部的接触元件(2)和安置在所述上侧(14)上的上部的接触元件(3)，以将电流馈入到所述半导体层序列(1)中，‑设置在所述下侧(10)上的电流分布元件(43)，所述电流分布元件在运行中沿着所述下侧(10)分布，并且多个穿通接触部(41，42)从所述电流分布元件开始穿过所述第一层(11)和穿过所述有源层(12)延伸到所述半导体层序列(1)中，其中所述穿通接触部(41，42)不与所述有源层(12)直接电接触，并且其中，在运行中经由所述上部的接触元件(3)馈入到所述半导体层序列(1)中的电流至少部分地经由所述穿通接触部中的第一穿通接触部(41)朝所述下侧(10)引导，在那里所述电流借助于所述电流分布元件(43)分布，并且所述电流从所述下侧接着经由所述穿通接触部中的第二穿通接触部(42)朝上侧(14)引导，并且所述电流被再次注入到所述半导体层序列(1)中。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.13 DE 102014108373.31.一种光电子半导体芯片(100)，其包括：-具有下侧(10)和与所述下侧(10)相对置的上侧(14)的半导体层序列(1)，其中从所述下侧(10)来看，所述半导体层序列(1)以如下顺序具有：第一传导类型的第一层(11)、用于产生电磁辐射的有源层(12)和第二传导类型的第二层(13)，-安置在所述下侧(10)上的下部的接触元件(2)和安置在所述上侧(14)上的上部的接触元件(3)，以将电流馈入到所述半导体层序列(1)中，-设置在所述下侧(10)上的电流分布元件(43)，所述电流分布元件在运行中沿着所述下侧(10)分布，并且多个穿通接触部(41，42)从所述电流分布元件开始穿过所述第一层(11)和穿过所述有源层(12)延伸到所述半导体层序列(1)中，其中所述穿通接触部(41，42)不与所述有源层(12)直接电接触，并且其中，在运行中经由所述上部的接触元件(3)馈入到所述半导体层序列(1)中的电流至少部分地经由所述穿通接触部中的第一穿通接触部(41)朝所述下侧(10)引导，在那里所述电流借助于所述电流分布元件(43)分布，并且所述电流从所述下侧接着经由所述穿通接触部中的第二穿通接触部(42)朝上侧(14)引导，并且所述电流被再次注入到所述半导体层序列(1)中。2.根据权利要求1所述的光电子半导体芯片(100)，其中-所述穿通接触部(41，42)至少部分地以孔的形式形成在所述半导体层序列(1)中，所述孔借助反射性金属填充，-所述电流分布元件(43)是施加到所述下侧(10)上的层，所述层具有反射性金属。3.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片(100)，其中所述半导体芯片(100)的所述有源层(12)连续地构成。4.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片(100)，其中在所述半导体层序列(1)的下侧(10)上安置第一镜层(6)，-所述第一镜层用作为下部的接触元件(2)，-所述第一镜层在剖面图中至少部分地设置在所述电流分布元件(43)和所述下侧(10)之间，-所述第一镜层在所述下侧(10)的俯视图中至少部分地在所述穿通接触部(41，42)之间伸展。5.根据上一项权利要求所述的光电子半导体芯片(100)，其中-所述半导体层序列(1)具有侧表面(101)，-所述第一镜层(6)和所述电流分布元件(43)在平行于所述有源层(12)的横向方向上没有超出所述半导体层序列(1)，-所述第一镜层(6)和所述电流分布元件(43)分别具有外棱边(61，431)，其中所述外棱边(61，431)是如下棱边：这些棱边分别距所述半导体层序列(1)的侧表面(101)最近，其中所述第一镜层(6)的所述外棱边(61)与所述电流分布元件(43)的外棱边(431)相比离所述侧表面(101)近至少2μm。6.根据上述权利要求中任一项所述的光电子半导体芯片(100)，其中-所述穿通接触部(41，42)在所述半导体层序列(1)中具有底面(410)，经由所述底面建立到所述半...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·F·普福伊费尔，诺温·文马尔姆，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE